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綠能智慧轉型 加速邁向低碳島

能源未來〉智慧能源打造零耗能家園
文 / 白育綸    攝影 / 關立衡
2019-12-24
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綠能智慧轉型 加速邁向低碳島
左起王錫欽、顏哲淵、楊偉甫、許志義。
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綠色與智慧能源正在崛起,如何運用智慧能源解決當前的能源困局,建構更有效能的能源策略,將是全球從國家、企業到個人都需正視且不可忽視的議題。

在台灣,能源轉型的議題也隨著今年來離岸風電、太陽光電的發展都有了階段性的成果,而進入大眾的視野。但有了產生綠電的發電裝置,電該怎麼進入到你我的生活中?無論是家庭或工廠,用電習慣還能如何調整?

 2019第17屆華人領袖遠見高峰會以「智慧能源打造零耗能家園」為題,邀請電廠、能源消耗者與電網新創公司對談,究竟他們從不同的能源觀察視角,會擦出什麼火花?以下為論壇精華:

主持/中興大學資訊管理系所暨應用經濟系所合聘教授 許志義與談/台灣電力公司董事長 楊偉甫、中鋼總經理 王錫欽、NextDrive聯齊科技創辦人兼執行長 顏哲淵

許志義:分散式供電,挑戰台電模式

回顧過去電網的發展,隨著工業革命帶來的科技與經濟行為的改變,18世紀是煤炭加上鍋爐蒸汽機;19世紀是石油加內燃機;20世紀則是電力加精密儀器,雖然能源效率不斷提升,但大量使用化石能源,也造成汙染。

新的能源系統是綠能,且著重在分散式供電,微型電網讓電廠從惹人嫌的鄰避(Not In My Back Yard, NIMBY)設施,成為人人歡迎的「迎毗(Yes In My Back Yard, YIMBY)」設施,有助於區域電力的穩定,供電不需長途跋涉,但也因此顛覆過去大電廠模式的供電邏輯,為台電帶來挑戰。

楊偉甫:電業轉型、改造組織齊頭並進

台電在電業改革上,最辛苦的就是「穿著衣服改衣服」,要納入再生能源、服務再生能源的業者,也要維持供應既有客戶的基本需求。

台電人都有共識:台電人不能說苦,因為我們說苦,台灣就沒有前途,這是我們的決心。

作為國內唯一綜合性電業業者,台電發電,也作為轉賣的電力電網。在發電部分,政策已相當明確,要減少石化燃料的使用以對抗暖化,大幅提升綠能比例以達到能源轉型。

至於電網,要將過去由南北幾條幹線貫通的大系統,納入再生能源後,轉換成分散式小系統,有助業者利既存的「高速公路」輸送電力,但大電廠不會馬上消失,這時台電如何調控,變得非常重要。

在此目標下,台電也要改造組織,未來會變成三家公司,總部之外,發電、輸配售都會獨立成公司。教育訓練以及盈利模式都會往智慧化、數據化發展。

而換裝智慧電表是達成智慧化最重要的一步。當搜集到用戶端的資料,掌握每戶的用電狀況,智慧電網、智慧電廠才變得可行。消費者未來透過手機,用戶就能隨時掌握家裡的用電狀況,也會有多元的計價方式。年底前,目標是100萬戶安裝電表。

台電未來絕對不只有賣電,會有新的商業模式,會與業者合作,例如與聯齊科技的合作。以確保在新能源時代,台電依然是世界級的電力公司。

要有世界級的競爭力,首先要擁抱自由市場,電力市場自由化後,台電才能與企業合作打國際盃;民生方面,電價要追求穩定。

電價一直是敏感的問題,牽涉到經濟的穩定與政治問題,但台電有電價穩定機制,幫助內控成本。過去幾年隨著國際燃料價格的波動,曾有不錯的獲利,當我們有預算盈餘時,多的就存下來,等到能源價格波動時,拿來填補,這是不錯的辦法。

用量部分,雖然再生能源比例逐漸提高,暫時還是要維持15%的備轉容量率,因為氣候管理是未來非常大的考驗。如果天災來襲,一大片烏雲飄過太陽能板上空,光電從100萬瓩瞬間降載到零時,能不能有足夠誘因,讓民間用電降載,這涉及的系統非常複雜,台電明年就會有初步雛形。

王錫欽:60%電力自產,還能賣「蒸汽」

鋼鐵業過去總讓人覺得是高耗能、高排碳的產業,事實並非如此!鋼鐵是人類至今應用最深廣的材料,用量非常大,一年人類需要使用18億噸的鋼鐵,大約180個中鋼的產量,鋼鐵的用量是人類使用塑膠的五倍、是鋁加上銅等其他金屬的15倍多,量太大了,所以總排放就多。

如果以當量來看,只有鋁的1∕6。單看鋼鐵本身,不只排碳少,還可以回收,是節能環保的綠色材料。不過即使如此,中鋼還是不遺餘力減碳,除有減排的壓力,也可以降低成本,提升競爭力。

在鋼鐵的製程中,會有很多「附產燃氣」,以及許多廢熱,透過氣電共生的鍋爐,回收這些廢熱,目前已達到500MW的容量,相當半部核能發電機組,可供應60%中鋼所需的電力。

我們也設有能源調度中心,透過智慧化的管理系統來調控用電,例如在電價較貴的用電尖峰,中鋼就用自己再生的電力,降低對外購電的負載,離峰時段則跟台電買電,將再生電力儲存起來,將電用在刀口上。

另一個應用是中鋼設立區域「能資源」整合系統,將鋼鐵生產過程中過剩的蒸汽、工業氣體,提供給附近的工廠,透過有無共用的資源分享,降低區域所消耗的資源,目前已有14家工廠參與計畫,一年可賣出120萬噸的蒸汽,節碳相當705座大安森林公園一年的吸碳量。

減排之外,中鋼也積極發展新的再生能源,又分為光電以及風能,光電在中鋼集團的屋頂,過去三年建設了80MW的太陽能板,一年發電1億度。

至於風能,離岸風電的水下基礎,有90%用的都是鋼材,這也就是為何中鋼積極投入離岸風電,風電除了能創造低碳的潔淨能源,也為鋼鐵業帶來轉型契機。中鋼有機會帶領業者形成產業聚落,所以在興達港投資68億建立生產基地,年底就能完成。未來風機的零件會在這裡組裝,已有20多家廠商進駐,創造2000多個工作機會。

顏哲淵:蒐集即時數據,幫客戶調控用電

NextDrive聯齊科技主要市場是日本的電力公司,技術上能做到能源的「即時可視」、診斷、調控到加值應用四部分。會開發這些功能,主要就是因應小電網時代的來臨,以及再生能源的興起。

「即時可視」是指每個終端用戶,家庭、工廠,每分每秒的用電,我們去了解用電的習慣,按照天氣、用戶需求,會有不同模型,好處就像現在台灣有15%的備載容量,如果更精準理解用戶,就不需要這麼多,也可以減去電廠的投資。

至於診斷與調控,在日本我們分類所有住家,如果用戶是上班族、獨居老人、五口之家,透過即時用電資料,可看出用電的波形不同,歸納差異後,可做為進一步調控用電的依據,是類型化的診斷。

再來會偵測空間,假設會議室暫時無人,空調卻持續運轉,這時我們會透過AI技術降載,到下一個使用時段前,才自動開啟,這就是調控。

前面這三個步驟,就是善用每一度電,看日本的電廠,投資建設所需付出的不只是經濟成本,還有社會、政治的成本,精準推估用電,就能減少這些衝擊。至於加值應用,用電波形也能回推人如何使用電器。這種技術叫用電分離(power segregation),目前還無法到非常精準,但在大數據下,可以到達80%的準確率。

設想一個情境,當有人打開冰箱讓溫度上升,會促發壓縮機啟動,用電曲線呈現獨有波形,就能回推使用者行為。

用在保全,當用電資料偵測到行為,但是人不在家時,便會觸發警報系統。我覺得這根本就是「黑科技」!其實,台電能夠做的除了賣電,還真的有很多。

以日本的經驗分享,東京電力公司(東電)在福島事件後,面臨生存危機,一方面日本用電人口減少,一方面東電也得支付福島事件後20年每年1兆日圓的賠償金,公司幾乎不可能賺錢,讓東電不得不走向海外。

然而電路網建設涉及基礎設施,過去很難輸出到海外,隨著調控平台的發展,軟體便能複製到全世界,經驗的輸出,變成可能。例如虛擬電廠的概念正是電力監測最好的應用。能達到零耗能住宅的理想,在居家透過太陽能板、儲能電池產電後,根據不同用電行為,多餘的電可回賣電廠,輔助政府供電,創造額外收入。供電吃緊時,自家生產的電甚至可以賣到平常5至10倍價格。雖然聯齊科技從日本出發,但過去的經驗,讓我對台灣充滿信心,電業轉型已開始,台灣的腳步也會很快跟上。

其實,用電是每個人生活上不可免的行為,當科技發展已經到位,制度、經濟模式也不斷重新改寫時,業者能做的都已經全面啟動了,就只差每個用電者了,如果大家都能跟上時代,愈來愈懂得用電資訊,業者與消費者才有機會「來電」。

2019年12月

華人領袖的30堂趨勢課

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華人領袖遠見高峰會產業創新數位轉型日本AI
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